JP2012154690A - カレントプローブモデル化方法、カレントプローブモデル作成装置、シミュレーション方法、シミュレーション装置、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ＢＣＩ試験のシミュレーションをより短時間に行えるようにする技術を提供する。
【解決手段】ＢＣＩ試験で伝送線にバルク電流の注入に用いるカレントプローブは、伝送線にバルク電流を直接、注入する電圧源と見なし、モデル化する。それにより、カレントプローブは電圧源モデル２０で模擬する。カレントプローブは電圧の印加により信号線に電流を注入する。そのようにして注入される電流は、周波数と電圧振幅値のテーブルデータ２５に格納された周波数と電圧振幅値の組み合わせにより制御する。このために、周波数と組み合わせる電圧振幅値は、その周波数で実際に注入される電流の電流振幅値と、電圧源モデル２０と伝送線を含む測定用回路のシミュレーションにより得られるその電流振幅値とが一致するように選択される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＢＣＩ試験のシミュレーションを実行する技術に関する。

近年における電子機器の高速化、及び省電力化は、電子機器のノイズの進入による誤動作を起こりやすくさせている。それにより最近では、電子機器の耐ノイズ性能を試験する試験法が広く採用されるようになっている。その試験の一つとして、バルク電流注入（ＢＣＩ：Bulk Current Injection）試験がある。

このＢＣＩ試験は、耐ノイズ性能を厳しく試験するためのものである。このＢＣＩ試験法では、信号線に電流を注入し、注入した電流によって電子機器が誤動作するか否かを確認するようになっている。以降、図２２〜図２６を参照して、このＢＣＩ試験法について説明する。

図２２は、ＢＣＩ試験が適用される試験システムの構成を説明する図である。
この試験システムでは、伝送線（例えばワイヤー・ハーネス。以降「ハーネス」と表記）８１に電流を注入するためのカレントプローブ（以降「ＢＣＩプローブ」）８２を取り付け、印加装置８３によりＢＣＩプローブ８２に電圧を印加することにより、ハーネス８１にノイズを模擬する電流（例えば正弦波電流）を注入する。ハーネス８１には、試験対象となる電子機器であるＤＵＴ（Device Under Test）８５、及び例えばオシロスコープである測定器８４が接続されている。それにより、ハーネス８１に出力されるＤＵＴ８５の信号を測定器８４で測定し、ＤＵＴ８５の誤動作耐性を検証するようになっている。

図２２に表す試験システムは、間接試験法が適用されるものである。ＢＣＩプローブ８２は、専用の冶具と印加装置８３を用いて予め調整している。それにより、試験は、信号線８１に規定の電流が流れるようにして行われる。

図２３は、ＢＣＩ試験法における直接試験法が適用される試験システムの構成を説明する図である。
この直接試験法では、ハーネス８１にカレントプローブ９１が取り付けられる。それにより、印加装置９２は、カレントプローブ９１により検出された電流が規定の電流となるように監視され調整される。

図２４は、ＢＣＩ試験の結果を説明する図である。この試験結果は、図２２に表す試験システムでＢＣＩ試験を実施した場合のものである。横軸はカレントプローブ８２を介してハーネス８１に注入される電流の周波数、縦軸は測定器８４で測定したＤＵＴ８５の出力電圧をそれぞれ表している。ＤＵＴ８５は、正常動作時は１０ＭＨｚの時のように出力電圧は約２．５Ｖであるが、５０〜６０ＭＨｚの範囲では出力電圧は２．５Ｖより大きく
上昇している。そのようにＤＵＴ８５が正常動作時と大きく乖離する電圧の信号を出力することを「誤動作」と判断する条件と定義される。誤動作と判断する条件は、ＤＵＴ８５の種類などによって異なる。

ＢＣＩ試験は、上記誤動作が生じないようにＤＵＴ８５内部または外部での対策を行うために実施される。しかし、誤動作の発生原因の特定は難しく、実際の試行錯誤による対策に多くの時間を費やしているのが実情である。誤動作の発生原因の特定が困難な理由の一つとして、ＢＣＩ試験が行われることの多い高周波領域ではオシロスコープ等の測定器を接続するとＤＵＴ８５の状態が変化しやすく、正確な測定が困難なことも挙げられる。

このようなことから、近年、例えば非特許文献１に記載されているように、シミュレーションによるＢＣＩ試験解析が行われるようになっている。
図２５は、非特許文献１に記載されたＢＣＩ試験用のシミュレーションモデルの構成例を表す図である。

このシミュレーションモデルは、プリント基板のグランド１０１、メイングランド１０２、計５個のインダクタ１１１〜１１５、計４個のキャパシタ１２１〜１２４、ツイストケーブルモデル１３１、１３２、ＢＣＩプローブモデル１３３を備えた構成となっている。図２５において、ＤＵＴとするプリント基板はピンＰ３、Ｐ５の先に接続されている。また、測定器はピンＰ２、Ｐ４の先に接続されている。印加装置はピンＰ１の先に接続されている。

図２６は、図２５のＢＣＩプローブモデルの構成例を説明する図である。図２６に表すように、ＢＣＩプローブモデル１３３は、３つの抵抗２０１〜２０３、インダクタ２０５、キャパシタ２０６、受動素子回路２１０、電流源モデル２３１、電圧源モデル２３２を備えた構成となっている。２２０は二次側であり、電流源モデル２３１は抵抗２２１の両端でセンシングした電流に応じて受動素子回路２１０に電流を供給し、電圧源モデル２３２は二次側２２０に配置されている。受動素子回路２１０は、２つの抵抗２１１及び２１２、２つのインダクタ２１４及び２１５、２つのキャパシタ２１７及び２１８を接続させた構成となっている。

ＢＣＩプローブモデルに必要な機能は、各周波数に応じた振幅値の正弦波電流を流すことである。図２６に表す構成では、受動素子回路２１０は各周波数に応じた振幅値の正弦波電流を電圧源モデル２３２により流せるように、周波数依存性がフィッティング、つまり各素子の値の特定が行われる。

値の特定の対象となる素子が多くなるほど、フィッティングに要する時間は長くなる。フィッティングに要する時間が長くなるほど、言い換えればＢＣＩプローブモデルの作成に要する時間が長くなるほど、シミュレーションの実行結果を得るための時間も長くなる。図２６に表すような受動素子回路２１０では、素子数が多く、フィッティングに長い時間がかかると予測される。このことから、ＢＣＩ試験のシミュレーションに要する時間を短縮するうえで、ＢＣＩプローブモデルをより短時間に作成できるようにすることも重要と考えられる。

"Modeling of Bulk Current Injection (BCI) Setups for Virtual Automotive I Tests", Sergey Miropolsky et al., EMC Europe 2010, Sep 13-17, 2010, Wroclaw, Poland

本発明は、ＢＣＩ試験のシミュレーションをより短時間に行えるようにする技術を提供することを目的とする。

本発明では、バルク電流注入試験でバルク電流の注入に用いられるカレントプローブを電圧源モデルとして模擬し、その電圧源モデルに対し、バルク電流の注入のために印加される電圧の電圧振幅値と周波数の組み合わせを設定し、該電圧源モデル、及び該電圧振幅値と該周波数の組み合わせによりカレントプローブをモデル化する。

そのようなモデル化により、フィッティングの対象となるパラメータは電圧振幅値のみとすることができることから、ＢＣＩ試験のシミュレーションはより短時間に行えるようになる。

本発明では、そのようにして得られたカレントプローブモデルを含むシミュレーション用の回路を生成し、該生成した回路のシミュレーションを実行する。

本発明を適用した場合には、ＢＣＩ試験のシミュレーションはより短時間に行えるようになる。

本実施形態によるカレントプローブモデル作成装置、及びシミュレーション装置として用いることができるコンピュータのハードウェア構成を説明する図である。 本実施形態におけるカレントプローブモデルの構成例を説明する図である。 周波数と電圧振幅値のテーブルデータ作成処理のフローチャートである。 ＢＣＩプローブの電流振幅値実測データの取得に用いられる試験システム例を説明する図である。 ＢＣＩプローブの電流振幅値実測データの構成例を説明する図である。 ＢＣＩプローブの電流振幅値実測データを取得する周波数データの構成例を説明する図である。 分布定数回路モデルデータの構成例を説明する図である。 測定用回路図データが表す測定用回路の例を説明する図である。 電圧振幅値のリストデータの構成例を説明する図である。 ネットリストＤＢ０６の構成例を説明する図である。 シミュレーション結果ＤＢ０７の内容例を説明する図である。 周波数と電圧振幅値のテーブルデータの構成例を説明する図である。 周波数・電圧・電流振幅値のテーブルデータの構成例を説明する図である。 ＢＣＩ試験解析処理のフローチャートである。 シミュレートする周波数リストデータの構成例を説明する図である。 周波数と補間された電圧振幅値のテーブルデータの構成例を説明する図である。 ＢＣＩ試験シミュレーション回路データが表す試験システムのモデルベースの回路図例を説明する図である。 ネットリストＤＢ１４の構成例を説明する図である。 シミュレーション結果ＤＢ１５が表す内容例を説明する図である。 計算結果ＤＢ１６の内容例を説明する図である。 計算結果ＤＢ１６から出力されるグラフ例を説明する図である。 ＢＣＩ試験が適用される試験システムの構成を説明する図である。 ＢＣＩ試験法における直接試験法が適用される試験システムの構成を説明する図である。 ＢＣＩ試験の結果を説明する図である。 非特許文献１に記載されたＢＣＩ試験用のシミュレーションモデルの構成例を表す図である。 図２５のＢＣＩプローブモデルの構成例を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態によるカレントプローブモデル作成装置、及びシミュレーション装置として用いることができるコンピュータのハードウェア構成を説明する図である。このコンピュータは、図１に表すように、外部記憶装置１１、メモリ１２、ＣＰＵ１３、入力装置１４及び出力装置１５がバス１６によって互いに接続された構成となっている。

外部記憶装置１１は、例えばハードディスク装置、光学ディスク等の媒体駆動装置等である。ＣＰＵ１３が実行するプログラムやデータの保存に用いられる。本実施形態によるカレントプローブモデル作成装置、及びシミュレーション装置は、それぞれ、外部記憶装置１１から対応するプログラムを読み出してＣＰＵ１３が実行することで実現される。以降、カレントプローブモデル作成装置を実現させるプログラムは「モデル作成プログラム」、シミュレーション装置を実現させるプログラムは「シミュレーションソフト」とそれぞれ呼ぶことにする。

メモリは、例えば半導体メモリ、或いは半導体メモリを複数、搭載したメモリモジュールである。ＣＰＵ１３がワークに用いられる。
入力装置１４は、例えばキーボードやポインティングデバイスといったオペレータ（設計者）がデータ入力や指示に用いられるものである。出力装置１５は、例えば各種情報の出力可能な表示装置、或いは印刷装置である。入力装置１４及び出力装置１５は、外部装置と通信ネットワークを介して接続可能にするネットワーク接続装置であっても良い。入力装置１４及び出力装置１５に加えて、ネットワーク接続装置を搭載しても良い。「モデル作成プログラム」、及び「シミュレーションソフト」は、ネットワーク接続装置を介して取得するようにしても良い。

図２は、本実施形態におけるカレントプローブモデルの構成例を説明する図である。カレントプローブは、ＤＵＴと接続された伝送線に電流を注入するための手段である。このため、カレントプローブ（以降「ＢＣＩプローブ」）は、伝送線にとって、電流を注入する電圧源と同じように機能する。本実施形態では、このことに着目し、ＢＣＩプローブは電圧源モデル２０で模擬する。

電圧源モデルは、汎用のシミュレーション用プログラムに用意されており、電圧源モデル２０として用いることができる。ＢＣＩプローブを模擬する電圧源モデル２０の動作は、周波数と電圧振幅値のテーブルデータ２５により管理（定義）する。周波数と電圧振幅値のテーブルデータ２５は、周波数毎に、印加される電圧振幅値を定めたものである。例えば図１２に表すように、周波数毎の電圧振幅値が格納されている。それにより、電圧源モデル２０は、周波数と電圧振幅値のテーブルデータ２５に従って、各周波数で印加すべき電圧を印加するものとなっている。以降、この周波数と電圧振幅値のテーブルデータ２５の作成方法について詳細に説明する。

図３は、周波数と電圧振幅値のテーブルデータ作成処理のフローチャートである。このテーブルデータ２５の作成方法は、図３に表すフローチャートを参照して詳細に説明する。このテーブルデータ作成処理は、モデル作成プログラムをＣＰＵ１３が実行することによって実現される処理である。モデル作成プログラムの実行は、入力装置１４を用いた指示によって実現される。

オペレータは、このテーブルデータ作成処理の実行の前に、ＢＣＩプローブの電流振幅値実測データ（以降「実測データ」と略記）ＤＢ０８を用意する。この実測データＤＢ０８は、例えば図４に表すような試験システムを用いて、印加装置４５がＢＣＩプローブ４３に印加する電圧によって伝送線（以降「ハーネス」）４４に注入される電流の振幅値をカレントプローブ４２及び測定器４１により測定して得るものである。電流振幅値は、周波数を変えて測定する。それにより、実測データＤＢ０８は、図５に表すように、例えば周波数毎に電流振幅値を格納したものとなっている。測定する周波数の範囲は、周波数リストデータＤＢ０４により管理されている。このリストデータＤＢ０４は、図６に表すように、電流振幅値を測定すべき周波数が格納されたものとなっている。

オペレータは、他に、ハーネス４４の分布定数回路モデルデータＤＢ０１を用意する。このモデルデータＤＢ０１は、例えば汎用の電磁界解析ツールを用いて導出することができる。このモデルデータＤＢ０１は、図７に表すように、例えば周波数毎に回路の各構成要素の値、つまり抵抗、インダクタ、及びキャパシタの各値をまとめたものである。図７中に表記の「Ｒ１」「Ｌ１」「Ｃ１」等はそれぞれ抵抗値、インダクタンス、キャパシタンスを表している。

このようにして、オペレータは、実測データＤＢ０８、及び分布定数回路モデルデータＤＢ０１を用意した後、テーブルデータ作成処理の実行を指示する。テーブルデータ作成処理の実行指示により、ＣＰＵ１３は、以下のような処理を順次、行う。用意された実測データＤＢ０８、分布定数回路モデルデータＤＢ０１を始めとする各種データ、及びテーブル等は、例えば外部記憶装置１１に保存され、必要に応じてメモリ１２に読み出され、参照、或いは更新される。

先ず、ステップＳ０１では、ＣＰＵ１３は、分布定数回路モデルデータＤＢ０１及び正弦波理想電圧源モデルデータＤＢ０２を参照し、測定用回路図データＤＢ０３を作成する。この測定用回路図データＤＢ０３が表す測定用回路は、例えば図８に表すように、伝送線路モデル５２に電圧源モデル５１を接続したものである。電圧源モデル５１は、正弦波理想電圧源モデルデータＤＢ０２、及び図２の電圧源モデル２０に対応するものである。伝送線路モデル５２は、図４のハーネス４４に対応するものである。分布定数回路モデルデータＤＢ０１に周波数毎に用意された各構成要素の値は伝送線路モデル５２に与えられる。伝送線路モデル５２は、汎用的なシミュレータに用意されたものを使用することができる。図８に表す測定用回路の構成は、ＢＣＩプローブが異なっても変化しない。このことから、測定用回路図データＤＢ０３は、分布定数回路モデルデータＤＢ０１、及び正弦波理想電圧源モデルデータＤＢ０２をそれぞれ電圧源モデル５１、伝送線路モデル５２に適用することで作成される。

次にステップＳ０２では、ＣＰＵ１３は、測定用回路図データＤＢ０３、周波数リストデータＤＢ０４、電圧振幅値のリストデータＤＢ０５を参照し、ネットリストＤＢ０６を作成する。

電圧振幅値のリストデータＤＢ０５は、図９に表すように、フィッティングの対象となる電圧振幅値をまとめたものである。電圧振幅値の刻み幅は任意に設定して良いものである。

ネットリストは、対象とする回路の構成要素間の接続関係を表すものである。例えば図１０に表すように、モデル名情報６１、接続関係情報６２、モデル種別情報６３、及びパラメータ情報６４がモデル毎に用意されている。

図８中に表記の「Ｖ１」「Ｉ１」［ｎｅｔ１」「ｇｎｄ」はそれぞれ、回路の構成要素に割り当てられた識別情報であるモデル名である。モデル名情報６１としては、そのようなモデル名がネットリストＤＢ０６中に格納される。図８中の［ｎｅｔ１」「ｇｎｄ」は、構成要素間を接続する仮想的な伝送線を表すモデル名である。

接続関係情報６２は、モデル名情報６１が表すモデル名の構成要素に接続されている構成要素を表す情報である。構成要素の情報としては、例えば構成要素のモデル名を採用することができる。例えば図１０中に表記の「（ｎｅｔ１ ｇｎｄ）」は、モデル名が「Ｖ１」の電圧源５１はモデル名がｎｅｔ１及びｇｎｄの２つの伝送路と接続されていることを表している。

モデル種別情報６３は、モデル名情報６１が表すモデル名の構成要素の種別名を表す情報である。この種別名は、シミュレーションでモデルの種別を特定するために用いられる。図１０中に表記の「ｖｓｉｎ」「ｗｉｒｅ」はそれぞれ、正弦波の電圧を印加する電圧源モデル、信号が伝送される伝送線路モデル、を表している。

パラメータ情報６４は、対応するモデルに係わるパラメータの内容を表す情報である。例えば図１０に表記の「ｆ＝１Ｍ ｖｆ＝３０」は、対応するモデル（ここでは電圧源モデル５１）が、周波数ｆが１ＭＨｚで電圧振幅値ｖｆが３０Ｖの正弦波電圧を印加することを表している。また「ｌｅｎ＝１．０ ｆｉｌｅ＝ＤＢ０１」は、伝送経路モデル５２の伝送線路の長さが１．０ｍ、内部の構成要素の値の参照先は分布定数回路モデルデータＤＢ０１であることを表している。

ステップＳ０３では、ＣＰＵ１３は、ネットリストＤＢ０６を参照して、ネットリストＤＢ０６が表す回路のシミュレーションを行う。そのシミュレーションにより、電圧源モデル５１がパラメータ情報６４に従って動作した場合に伝送線路モデル５２を流れる電流の時間変化等が確認可能なシミュレーション結果ＤＢ０７が得られる。

図１１は、ステップＳ０３でのシミュレーションの実行によって得られるシミュレーション結果の内容例を説明する図である。図１１では、横軸に時間、縦軸に電流値をとって伝送線路モデル５２を流れる電流の変化を表している。このシミュレーション結果ＤＢ０７は、周波数ｆが１ＭＨｚで電圧振幅値ｖｆが３０Ｖの正弦波電圧を電圧源モデル５１が印加する場合のものである。

ステップＳ０４では、ＣＰＵ１３は、シミュレーション結果ＤＢ０７とＢＣＩプローブの電流振幅値実測データＤＢ０８とを比較し、シミュレーションを行った周波数での電流振幅値の等価性を検証する。シミュレーション結果ＤＢ０７が表す電流振幅値は、例えばシミュレーションを実行させたシミュレータに搭載された演算機能により得られたものである。

ステップＳ０５では、ＣＰＵ１３は、その検証結果から、シミュレーション結果ＤＢ０７が表す電流振幅値がＢＣＩプローブの電流振幅値実測データＤＢ０８が表す電流振幅値が等しいか否か判定する。両者が予め定めた許容範囲内で一致していた場合、判定はＹｅｓとなってステップＳ１０に移行する。そうでない場合には、判定はＮｏとなってステップＳ０６に移行する。

ステップＳ１０では、ＣＰＵ１３は、周波数と電圧振幅値のテーブルデータ２５に、シミュレーションに用いた周波数と電圧振幅値をまとめたエントリを追加する。その後はステップＳ１１に移行する。

ステップＳ０６では、ＣＰＵ１３は、周波数・電圧・電流振幅値テーブルデータＤＢ０９に、ネットリストＤＢ０６の電圧源モデル５１のパラメータ情報６４が表す周波数と電圧振幅値、及びＢＣＩプローブの電流振幅値実測データＤＢ０８の電流振幅値をまとめたエントリ（レコード）を追加する。

図１３は、周波数・電圧・電流振幅値テーブルデータＤＢ０９の構成を説明する図である。
ネットリストＤＢ０６の作成は、電圧振幅値のリストデータＤＢ０５及び周波数リストデータＤＢ０４を参照して行われる。それらのリストデータＤＢ０５及びＤＢ０４を参照することにより、周波数と電圧振幅値の組み合わせが決定される。このことから、図１３に表すように、周波数・電圧・電流振幅値テーブルデータＤＢ０９は、周波数と電圧振幅値の組み合わせ毎に、電流振幅値が格納される形となっている。

ステップＳ０７では、ＣＰＵ１３は、電圧振幅値のリストデータＤＢ０５に存在する全ての電圧振幅値の解析が終了したか否か判定する。２つのリストデータＤＢ０５及びＤＢ０４を参照しての周波数と電圧振幅値の組み合わせは、固定にする周波数を順次、変更させながら、固定の周波数と組み合わせる電圧振幅値を変更させていく形で決定される。このため、現在対象とする周波数と全ての電圧振幅値の組み合わせで解析を行った場合、判定はＹｅｓとなってステップＳ０９に移行する。固定の周波数と組み合わせる電圧振幅値が残っていた場合、判定はＮｏとなってステップＳ０８に移行する。

ステップＳ０８では、ＣＰＵ１３は、電圧振幅値のリストデータＤＢ０５を参照し、固定の周波数と組み合わせる電圧振幅値を変更（選択）する。その後、上記ステップＳ０２に戻る。このときには、固定の周波数と変更された電圧振幅値の組み合わせでネットリストＤＢ０６が作成されることとなる。

ステップＳ０９では、ＣＰＵ１３は、周波数・電圧・電流振幅値テーブルデータＤＢ０９及びＢＣＩプローブの電流振幅値実測データＤＢ０８を参照し、周波数・電圧・電流振幅値テーブルデータＤＢ０９に格納されている周波数が固定された周波数のエントリのなかから、ＢＣＩプローブの電流振幅値実測データＤＢ０８の対応する電流振幅値（固定させている周波数の電流振幅値）に最も近い電流振幅値のエントリを抽出（選択）する。その後に移行するステップＳ１０では、ＣＰＵ１３は、抽出したエントリの周波数と電圧振幅値をまとめたエントリを周波数と電圧振幅値のテーブルデータ２５に追加する。その追加後はステップＳ１１に移行する。

ステップＳ１１では、ＣＰＵ１３は、周波数リストデータＤＢ０４に存在する各周波数で周波数と電圧振幅値のテーブルデータ２５のエントリを求めたか否か判定する。各周波数のエントリが全て周波数と電圧振幅値のテーブルデータ２５に追加された場合、判定はＹｅｓとなり、ここで周波数と電圧振幅値のテーブルデータ作成処理を終了する。そうでない場合、つまり周波数と電圧振幅値のテーブルデータ２５に追加すべきエントリが残っている場合、判定はＮｏとなって上記ステップＳ０２に戻る。このとき、ステップＳ０２では、別の周波数と電圧振幅値の組み合わせでネットリストＤＢ０６が作成される。

このようにして、周波数と電圧振幅値のテーブルデータ２５には、ＢＣＩプローブの電流振幅値実測データＤＢ０８に最も合った周波数と電圧振幅値の組み合わせが周波数毎にまとめられる。それにより、周波数と電圧振幅値のテーブルデータ２５の作成と合わせ、本実施形態によるＢＣＩプローブモデルの作成が終了する。

その周波数と電圧振幅値の組み合わせは、事実上、電圧振幅値のみをパラメータとし、実測結果に最も合う電圧振幅値を抽出することで特定したものである。そのようにフィッティングの対象とするパラメータを電圧振幅値のみとしているため、複数のパラメータを対象にする場合（例えば図２５）と比較して、フィッティングに要する時間は大幅に短縮できることとなる。

本実施形態によるモデル作成プログラムは、図３に表すような一連の処理をＣＰＵ１３に実行させる。しかし、上述したように、ステップＳ０１、Ｓ０２、及びＳ０３の処理では、既存のシミュレータを用いることができる。このことから、モデル作成プログラムは、既存のシミュレータ、及び電磁界解析ツールの利用を想定したものとなっている。しかし、モデル作成プログラムは、既存のシミュレータ、或いは電磁界解析ツールの利用を想定していないものとしても良い。

なお、本実施形態では、異なる周波数でＢＣＩ試験のシミュレーションを複数行う場合を想定し、周波数と電圧振幅値の組み合わせを複数、周波数と電圧振幅値のテーブルデータ２５に格納するようにしているが、特定の周波数でのみシミュレーションを行えば良いような場合、その組み合わせは一つだけでも良い。

次に、本実施形態によるシミュレーション装置について詳細に説明する。このシミュレーション装置は、上記のように、本実施形態によるシミュレーションソフトをＣＰＵ１３が実行することで実現される。

起動されたシミュレーションソフトは、図１４にフローチャートを表すＢＣＩ試験解析処理をＣＰＵ１３に実行させる。このことから、図１４を参照して、本実施形態で行われる、ＢＣＩプローブモデルを用いたＢＣＩ試験のシミュレーション方法について詳細に説明する。図１４に表す各種データは、外部記憶装置１１、或いはメモリ１２に保存されたものである。外部記憶装置１１に保存されたデータは、メモリ１２に読み出されて参照、或いは更新される。

先ず、ステップＳ２１では、ＣＰＵ１３は、周波数と電圧振幅値のテーブルデータ２５、シミュレートする周波数リストデータＤＢ１１を参照し、周波数と補間された電圧振幅値のテーブルデータＤＢ１２を導出する。

シミュレートする周波数リストデータＤＢ１１は、図１５に表すように、シミュレーションを行う周波数をまとめたものである。そのリストデータＤＢ１１及び周波数と電圧振幅値のテーブルデータ２５を参照して作成されるテーブルデータＤＢ１２は、図１６に表すように、リストデータＤＢ１１が表す周波数毎に電圧振幅値を格納したものである。ＣＰＵ１３は、そのリストデータＤＢ１１及び周波数と電圧振幅値のテーブルデータ２５を参照して、そのテーブルデータ２５に存在しない周波数を特定し、特定した周波数での電圧振幅値を補間により算出する。それにより、リストデータＤＢ１１が表す周波数毎に電圧振幅値が格納されたテーブルデータＤＢ１２が作成される。図１６と図１２の比較から明らかなように、テーブルデータＤＢ１２には周波数が１．５ＭＨｚのエントリが追加されている。

ステップＳ２２では、ＣＰＵ１３は、テーブルデータＤＢ１２、及びＢＣＩ試験シミュレーション回路データＤＢ１３を参照して、ネットリストＤＢ１４を作成する。
ＢＣＩ試験シミュレーション回路データＤＢ１３は、ＢＣＩ試験のシミュレーションを行う試験システムのモデルベースの回路図を表すデータである。その回路図は、例えば図１７に表すようなものである。図１７に表す回路図は、図２２に表す試験システムに相当するものである。それにより、ＤＵＴモデル７１はＤＵＴ８５に相当し、同様に、ハーネスモデル７２及び７３はハーネス８１、ＢＣＩプローブモデル７４はＢＣＩプローブ８２（及び印加装置８３）、信号の出力先の端子７５は測定器８４にそれぞれ相当する。図２２の試験システムには記載されていないが、Ｖｓｏｕｒｃｅ７６はＤＵＴモデル７１に電圧を供給する直流電圧源モデルである。ハーネス８１は、３本の伝送線を束ねたものであることから、ＢＣＩプローブモデル７４は、伝送線毎にＢＣＩプローブモデル７４ａ〜７４ｃが用意されたものとなっている。

図１７には、図８と同様に、モデル名（図１７中「Ｉ１」「Ｉ２」「Ｖ１」「Ｖ２」「Ｖ３」「Ｉ３」「Ｖｓｏｕｒｃｅ」「Ｖｍｅａｓｕｒｅ」が相当）を表記している。「ｎｅｔ１」〜「ｎｅｔ１２」及び「ｇｎｄ」は仮想的な伝送線路のモデル名を表している。

ネットリストは、上記のように、モデル毎にモデル名情報６１、接続関係情報６２、モデル種別情報６３、及びパラメータ情報６４が用意されたものである。図１７に表すような回路図の回路図データＤＢ１３を参照する場合、作成されるネットリストＤＢ１４は図１８に表すようなものとなる。モデル名が「Ｖｓｏｕｒｃｅ」のモデル種別情報６３として記述の「ｖｓｏｕｒｃｅ」は、直流電圧源モデルである。

ステップＳ２３では、ＣＰＵ１３は、ネットリストＤＢ１４を用いて、過渡解析のためのＢＣＩ試験のシミュレーションを行う。そのシミュレーションの実行結果はシミュレーション結果ＤＢ１５として出力する。

図１９は、ステップＳ２３でのシミュレーション結果の例を説明する図である。横軸に時間、縦軸に電圧値をとって、出力端子７５ａと７５ｂ間の電圧値の時間変化を表している。

ステップＳ２４では、ＣＰＵ１３は、シミュレーション結果ＤＢ１５から、電圧値の平均値を計算する。ステップＳ２５では、ＣＰＵ１３は、その計算結果を計算結果データＤＢ１６に保存する。シミュレーションの実行、及び電圧値の平均値の計算には、汎用のシミュレータを使用することができる。

ステップＳ２６では、ＣＰＵ１３は、周波数と補間された電圧振幅値のテーブルデータＤＢ１２に存在する周波数の全てでシミュレートを行ったか否か判定する。そのテーブルデータＤＢ１２に存在する周波数のなかでシミュレートを行っていない周波数が残っていた場合、判定はＮｏとなって上記ステップＳ２２に戻る。それにより、ステップＳ２２では、異なる周波数でシミュレートを行うためのネットリストＤＢ１４を作成する。シミュレートを行っていない周波数が残っていない場合、判定はＹｅｓとなり、ここでＢＣＩ試験解析処理を終了する。

このようにして、計算結果データＤＢ１６には、シミュレートを行った周波数毎に、平均電圧値が格納されることになる。それにより、計算結果データＤＢ１６は、図２０に表すような構成となっている。

図２１は、計算結果データＤＢ１６のグラフ化の例を説明する図である。このグラフは、横軸に周波数、縦軸に平均電圧値（ＤＵＴ７１が出力する信号の電圧値の平均値に相当。このため図２１では「ＤＵＴの出力信号［Ｖ］」と表記）をとって、平均電圧値の周波数変化を表したものである。この図２１、及び図２４から、実測によるＢＣＩ試験と同じ傾向のシミュレーション結果が得られることが分かる。それにより、図２に表すようなＢＣＩプローブのモデル化は有効であることが確認できる。

図２１に表すようなグラフは、オペレータの指示に応じて出力装置１５等に出力させるようにしても良いが、例えばステップＳ２６のＹｅｓの判定後、自動的に出力させるようにしても良い。図２１に表すようなグラフを自動的に出力するようにした場合には、シミュレーション結果の確認をより効率的に行えるようになる。

ＢＣＩ試験のシミュレーションでは、ＤＵＴが模擬されるので、ＤＵＴモデル７１内部の信号の過渡応答を確認することもできる。そのため、ＢＣＩ試験における誤動作の発生原因の検証もより容易に行えるようになる。ＢＣＩ試験では正弦波電流が注入される。シミュレーションの結果として電圧値の平均値を自動的に計算するのは、このためである。電圧値の平均値を自動的に計算することにより、シミュレーションの結果は効率的により把握し易い形で提供することができる。

シミュレーションは、シミュレートする周波数リストデータＤＢ１１に従い、複数の周波数で自動的に実行するようになっている。これは、所望の複数の周波数でのシミュレーション結果をより容易に得られるようにするためである。シミュレーションを実行する周波数は、リストデータＤＢ１１により管理することができる。

本実施形態によるシミュレーションソフトは、図１４に表すような一連の処理をＣＰＵ１３に実行させる。しかし、上述したように、ステップＳ２３、及びＳ２４の処理では、既存のシミュレータを用いることができる。このことから、シミュレーションソフトも同様に、既存のシミュレータの利用を想定したものとなっている。しかし、シミュレーションソフトは、既存のシミュレータの利用を想定していないものとしても良い。

２０、５１ 電圧源モデル
２５ 周波数と電圧振幅値のテーブルデータ
４１ 測定器
４２ カレントプローブ
４３ カレントプローブ（ＢＣＩプローブ）
４４ 伝送線（ワイヤー・ハーネス）
４５ 印加装置
５２ 伝送線路モデル
７１ ＤＵＴモデル
７２、７３ ハーネスモデル
７４、７４ａ〜７４ｃ ＢＣＩプローブモデル
７５、７５ａ、７５ｂ 出力端子
７６ 直流電圧源モデル
ＤＢ０１ 分布定数回路モデルデータ
ＤＢ０２ 正弦波理想電圧源モデルデータ
ＤＢ０３ 測定用回路図データ
ＤＢ０４ 周波数リストデータ
ＤＢ０５ 電圧振幅値のリストデータ
ＤＢ０６、ＤＢ１４ ネットリスト
ＤＢ０７、ＤＢ１５ シミュレーション結果
ＤＢ０８ ＢＣＩプローブの電流振幅値実測データ
ＤＢ０９ 周波数・電圧・電流振幅値のテーブルデータ
ＤＢ１１ シミュレートする周波数リストデータ
ＤＢ１２ 周波数と補間された電圧振幅値のテーブルデータ
ＤＢ１３ ＢＣＩ試験シミュレーション回路データ
ＤＢ１６ 計算結果

Claims (11)

1. バルク電流注入試験でバルク電流の注入に用いられるカレントプローブをモデル化する方法であって、
   前記カレントプローブを電圧源モデルとして模擬し、
   前記電圧源モデルに対し、前記バルク電流の注入のために印加される電圧の電圧振幅値と周波数の組み合わせを設定し、
   該電圧源モデル、及び該電圧振幅値と該周波数の組み合わせにより前記カレントプローブをモデル化する、
   ことを特徴とするカレントプローブモデル化方法。
2. 前記バルク電流の周波数と前記電圧振幅値の組み合わせは、
   前記カレントプローブを用いて前記バルク電流を注入させた伝送線の分布定数、及び前記電圧源モデルを含む測定用回路図を生成し、
   該生成した測定用回路図を対象にしたシミュレーションを実行して、該シミュレーションを実行させた周波数のときに前記カレントプローブにより前記信号線に実際に注入された電流の第１の電流振幅を該シミュレーションにより得られた該信号線の第２の電流振幅値と比較することにより、該周波数と組み合わせる前記電圧振幅値を抽出することにより特定する、
   ことを特徴とする請求項１記載のカレントプローブモデル化方法。
3. 前記測定用回路図を対象にしたシミュレーションは、前記第１の電流振幅値と前記第２の電流振幅値が許容範囲内で一致しなかった場合に、前記電圧源モデルに出力させる前記電圧振幅値を変更させて再度、行うことにより、前記電圧振幅値の変更によって前記第１の電流振幅値と前記第２の電流振幅値が許容範囲内で一致するか否か確認する、
   ことを特徴とする請求項２記載のカレントプローブモデル化方法。
4. バルク電流注入試験でバルク電流の注入に用いられるカレントプローブのモデルを作成する装置であって、
   前記カレントプローブを模擬する電圧源モデル、及び前記カレントプローブによりバルク電流が注入される伝送線の分布定数を用いて、該電圧源モデル、及び伝送線を模擬する伝送線モデルを含む測定用回路図を生成する回路図生成手段と、
   前記回路図生成手段が生成した測定用回路図のシミュレーションを行うシミュレーション手段と、
   前記カレントプローブを用いて前記伝送線に実際に注入される電流の第１の電流振幅値と周波数の関係を表す実測データを格納したデータ格納手段と、
   前記シミュレーション手段によるシミュレーションの結果が表す前記伝送線モデルに流れる電流の第２の電流振幅値を、前記実測データのなかで該シミュレーションの実行に用いられた周波数に対応する電流振幅値と比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較結果を基に、前記電圧源モデルの動作を制御するための周波数と電圧振幅値の組み合わせを設定する組み合わせ設定手段と、
   を具備することを特徴とするカレントプローブモデル作成装置。
5. 前記組み合わせ設定手段は、前記第１の電流振幅値と前記第２の電流振幅値が許容範囲内で一致しなかったと前記比較手段が比較した場合に、前記電圧源モデルに出力させる電圧振幅値を変更させたシミュレーションを前記シミュレーション手段に実行させ、該電圧振幅値の変更によって得られる前記第２の電流振幅値と前記第１の電流振幅値を前記比較手段に比較させる、
   ことを特徴とする請求項４記載のカレントプローブモデル作成装置。
6. 請求項１記載のカレントプローブモデル化方法、または請求項４記載のカレントプローブモデル作成装置により得られたカレントプローブモデルを含むシミュレーション用の回路を生成し、
   該生成した回路のシミュレーションを実行する、
   ことを特徴とするシミュレーション方法。
7. 請求項１記載のカレントプローブモデル化方法、または請求項４記載のカレントプローブモデル作成装置により得られたカレントプローブモデルを含むシミュレーション用の回路を生成する回路生成手段と、
   前記回路生成手段が生成した回路のシミュレーションを実行するシミュレーション手段と、
   を具備することを特徴とするシミュレーション装置。
8. 前記シミュレーション手段によるシミュレーションの実行結果を用いて、前記回路のなかで伝送線を模擬する伝送線モデルに流れる電流の電流振幅値の平均値を計算する平均値計算手段、
   を更に具備することを特徴とする請求項７記載のシミュレーション装置。
9. 前記シミュレーション手段は、前記カレントプローブモデルを構成する電圧源モデルに電圧振幅値を出力させる周波数を変更させて前記シミュレーションを複数回、実行する、
   ことを特徴とする請求項７記載のシミュレーション装置。
10. バルク電流注入試験でバルク電流の注入に用いられるカレントプローブのモデルを作成する装置として利用可能なコンピュータに、
    前記カレントプローブを模擬する電圧源モデル、及び前記カレントプローブによりバルク電流が注入される伝送線の分布定数を用いて、該電圧源モデル、及び伝送線を模擬する伝送線モデルを含む測定用回路図を生成する回路図生成機能と、
    前記回路図生成機能により生成した測定用回路図のシミュレーションを行うシミュレーション機能と、
    前記カレントプローブを用いて前記伝送線に実際に注入される電流の第１の電流振幅値と周波数の関係を表す実測データを格納したデータ格納手段にアクセスするアクセス機能と、
    前記シミュレーション機能によるシミュレーションの結果が表す前記伝送線モデルに流れる電流の第２の電流振幅値を、前記実測データのなかで該シミュレーションの実行に用いられた周波数に対応する電流振幅値と比較する比較機能と、
    前記比較機能による比較結果を基に、前記電圧源モデルの動作を制御するための周波数と電圧振幅値の組み合わせを設定する組み合わせ設定機能と、
    を実現させるためのプログラム。
11. シミュレーションを行わせることが可能なコンピュータに、
    請求項１記載のカレントプローブモデル化方法、または請求項４記載のカレントプローブモデル作成装置により得られたカレントプローブモデルを含むシミュレーション用の回路を生成する回路生成機能と、
    前記回路生成手機能により生成した回路のシミュレーションを実行するシミュレーション機能と、
    を実現させるためのプログラム。